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Il processo di riparazione del DNA e la sfida al cancro
L'abilità delle cellule di cancro di sopportare il danno al DNA ha conseguenze dirette sul risultato delle cure come radiazioni e alcuni tipi di chemioterapie
Ricercatori che studiano il cancro hanno determinato come la ricombinazione, un fondamentale processo di riparazione del DNA (acido deossiribonucleico) attraverso il quale il materiale genetico viene scomposto e unito ad altro materiale genetico, ha la capacità di autocorreggersi e di permettere al DNA di ripartire da zero. Pubblicati sulla rivista Nature, i risultati dello studio potrebbero contribuire a migliorare le nostre conoscenze sulla biologia del cancro di base e portare a cure per il cancro migliori e più efficaci. Lo studio è stato in parte finanziato dal progetto GENINTEG ("Controlling gene integration: a requisite for genome analysis and gene therapy") che ha ricevuto un contributo di 1,85 milioni di euro nell'ambito dell'area tematica "Scienze della vita, genomica e biotecnologia per la salute" del Sesto programma quadro (6° PQ) dell'UE.
Scienziati provenienti da Francia, Svizzera e Stati Uniti hanno mostrato come l'abilità di invertirsi rende la ricombinazione un processo efficace. Il co-autore, professor Wolf-Dietrich Heyer, uno dei primari di Oncologia molecolare presso l'Università della California, Davis negli Stati Uniti, sottolinea che questo processo "permette alle cellule del cancro di gestire i danni al DNA in modi diversi. I trattamenti di riparazione tramite chemioterapia funzionano creando un danno nel DNA".
Se paragoniamo questa capacità di auto-correzione alla guida in una città moderna dove è facile correggere una svolta sbagliata, il professor Heyer si chiede: "Quanto più difficile sarebbe ritracciare il percorso se invece ci si trovasse in una città medievale italiana con strade a senso unico?"
Usando i lieviti come sistema modello per far luce su come funziona la riparazione del DNA, i ricercatori hanno in programma di confermare le loro scoperte anche su soggetti umani.
"Sia nei lieviti che negli esseri umani, i percorsi per la riparazione del DNA sono gli stessi," dice il professor Heyer.
La microscopia elettronica ha aiutato il team a osservare le proteine di riparazione in azione sui filamenti di DNA. Secondo i ricercatori, un filamento presinaptico chiamato Rad51 si è materializzato, regolando l'equilibrio tra un enzima (Rad55-Rad57) che favorisce la riparazione per ricombinazione e un altro (Srs2) che impedisce la riparazione per ricombinazione. Controllare l'equilibrio tra i due enzimi permette al Rad51 di iniziare la riparazione genetica - o l'inversione a U - come necessario.
"È un braccio di ferro che ha importanti implicazioni per la cellula," dice il professor Heyer, "perché se si verifica la ricombinazione al momento sbagliato nel posto sbagliato, la cellula potrebbe morirne."
Poiché il sistema di riparazione ha la capacità di fermare i tentativi di riparazione che sono destinati a fallire, la cellula ha un'altra possibilità. La sopravvivenza cellulare migliora nonostante il danno al suo DNA. Questo è un enorme vantaggio per la ricerca sulla cura del cancro.
"Ci sono tanti indizi nella letteratura scientifica che suggeriscono che la riparazione del DNA contribuisce alla resistenza alle cure che si basano sulla creazione di un danno del DNA come le radiazioni o alcuni tipi di chemioterapia," dice il professor Heyer. "L'abilità delle cellule di cancro di sopportare il danno al DNA ha conseguenze dirette sul risultato della cura e capire i meccanismi fondamentali dei sistemi di riparazione del DNA permetterà di trovare nuovi metodi per superare la resistenza alle cure."
Il prossimo passo per il team sarà studiare il sistema enzimatico negli esseri umani e determinare se valgono gli stessi principi.
"Se possiamo confermare che questi tipi di meccanismi esistono nelle cellule umane, allora avremo un metodo per rendere le cellule del cancro più sensibili ai trattamenti che provocano un danno al DNA," dice.
Articolo:
Liu, J. et al. (2011) "Rad51 paralogues Rad55-Rad57 balance the antirecombinase Srs2 in Rad51 filament formation". Nature. DOI: 10.1038/nature10522.
Fonte: (21/11/2011)
Pubblicato in Genetica, Biologia Molecolare e Microbiologia
Tag:
GENINTEG,
Rad51,
Rad55,
Rad57,
Srs2,
radioterapia,
chemioterapia,
cancro
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